ЗАКОНОМЕРНОСТИ СТРОЕНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ БОБРИКОВСКОГО ГОРИЗОНТА ЗАПАДНОГО ТАТАРСТАНА
Е.В. Самыкина (ФГУП “ВНИГНИ”)
Бобриковский горизонт является одним из основных продуктивных горизонтов на территории Волго-Уральской нефтегазоносной провинции. Он характеризуется очень сложным строением, различной стратиграфической полнотой разрезов, резко изменяющимися мощностями, малым числом руководящих форм. В последнее время в ООО “ТНГ-Групп” проведены геофизические исследования и выделено ряд новых структур по кровле бобриковского горизонта.
Бобриковский горизонт, согласно унифицированной региональной стратиграфической схеме Русской платформы, относится к нижнему подъярусу (кожимский надгоризонт) визейского яруса нижнего отдела каменноугольной системы [3]. Ему соответствуют три миоспоровые зоны: Knoxisporites literatus (L.), Densosporites intermedius (I.), Densosporites variabilis (V.), в прежней номенклатуре им соответствует зона Vб.
Бобриковские отложения распространены на всей изучаемой территории, за исключением восточного склона Токмовского свода, и в ряде скважин на западном склоне Северо-Татарского свода. На сводах и их склонах породы бобриковского горизонта залегают на турнейских карбонатных образованиях, в бортовых зонах Мелекесской впадины - на косьвинском или радаевском горизонтах, в центральной части - на радаевском горизонте. Бобриковские отложения повсеместно перекрываются породами тульского горизонта.
Основным материалом для исследований послужили разрезы параметрических скважин, пробуренных в последние годы в пределах Токмовского свода (скв. Турмышская-1), Мелекесской впадины (скв. Трудолюбовская-1001, Алькеевская-33, Кузнечихинская-34) и Северо-Татарского свода (скв. Кукморская-20010), а также ранее пробуренных опорных, параметрических и разведочных скважин площадей, расположенных в Западном Татарстане и на прилегающих территориях.
Для выяснения строения резервуаров и выделения перспективных объектов автором статьи было проведено седиментологическое моделирование, включающее генетический анализ, анализ седиментационной цикличности и результатов петрофизических исследований. При проведении генетического анализа выполнялись петрографическое изучение керна и шлифов, текстурный, грануломинералогический анализы. При генетической интерпретации материалов ГИС, наряду с анализом керна, использовалась методика электрометрических моделей фаций В.С. Муромцева [2], позволяющая по данным каротажа скважин восстанавливать условия формирования осадков.
Классификация, используемая для диагностики генетических типов отложений, была разработана коллективом авторов в ФГУП “ВНИГНИ” под руководством Н.К. Фортунатовой, в которой генетические типы, подгруппы и группы отложений выделяются по ведущему динамическому процессу [1]. В ее основу положена классификация В.Т. Фролова, дополненная формализованной характеристикой литогенетических типов отложений. В разрезах проанализированных скважин в составе бобриковского горизонта выделены следующие генетические типы: русловой, пойменный, болотный в составе группы аллювиальных отложений, пляжевые прибрежноморские, подводных русел, баров, лагун в дельтовой группе, а также отложения мелкого шельфа.
Грануломинералогический анализ применялся в скв. Трудолюбовская-1001 и Кукморская-20010 для диагностики генетических типов отложений рыхлых и слабосцементированных пород. Метод был предложен А.В. Сурковым [5] для древних и современных россыпных отложений золота и алмазов и в дальнейшем разрабатывался автором статьи для современных осадков и древних нефтеносных комплексов (Самыкина Е.В., 2007). Метод заключается в выделении песчаной компоненты (0,05-2,50 мм) из породы с последующим измерением мономинеральных фракций минералов по трем осям: длине, ширине и толщине зерна. По результатам измерений строятся гистограммы распределения минералов. Преимущество данного метода заключается в том, что трехмерное тело (зерно, минерал) характеризуется тремя параметрами: длиной, шириной и толщиной зерна, а также возможностью одновременно анализировать ассоциацию минералов. При стандартном минералогическом анализе каждый минеральный вид изучается отдельно. Генетические типы отложений характеризуются определенными видами гистограмм. Данная методика отрабатывалась на современных осадках. В результате были разработаны эталоны сортировки обломочных частиц в различных генетических типах отложений. Эти эталоны использовались при грануломинералогическом анализе бобриковских отложений в скв. Трудолюбовская-1001и Кукморская-20010. В результате в бобриковском горизонте были установлены отложения мелкого шельфа, русел, болот, дельтовой платформы.
Анализ седиментационной цикличности проводился по результатам генетического анализа. Выделялись циклиты I-III порядков, обусловленные динамическими (I) и эвстатическими (II и III) факторами. Строение этих циклитов характеризует структуру осадочных тел средних иерархических уровней (генетического типа, подгруппы и группы отложений) (рис. 1, 2). Подход к выделению уровней седиментационной цикличности основан на иерархическом принципе структурной организации отложений [4].
Цикличность I порядка выражена в последовательности структурных компонентов пород (микрослоистость), обусловлена сезонными климатическими колебаниями, гравитационными процессами и т.д. В русловых комплексах наблюдается закономерное уменьшение гранулометрического размера зерен снизу вверх (постепенный переход от псефитов и псаммитов к глинистым породам). Для отложений барового комплекса характерно увеличение гранулометрического размера зерен снизу вверх (в кровле преобладают псаммитовые породы).
Цикличность II порядка выражена в последовательности литогенетических типов пород (слоистости), вызванной мелкими эвстатическими колебаниями уровня моря и климатическими изменениями (см. рис. 1, 2). По направлению от континентальных к прибрежно-морским и морским шельфовым отложениям закономерно изменяется строение седиментационных циклитов II порядка. В отложениях руслового комплекса наблюдаются трансгрессивно-регрессивные циклиты, имеющие резкую нижнюю границу, характеризуясь полным набором литогенетических типов пород в зоне прирусловых валов. В центральной части русел выделяются преимущественно трансгрессивные циклиты II порядка, которые также имеют резкие эрозионные нижние границы и характеризуются наличием грубообломочного и псаммитового материала. В дельтовом комплексе, в зависимости от принадлежности разреза к субаэральной или субаквальной частям дельты, наблюдается разнообразное строение. Для субаквальной части дельты характерны регрессивные циклиты II порядка, преобладают алевритоглинистые и песчано-алевритовые породы. В субаэральной части дельты наблюдается двухслойное строение: нижняя часть построена аналогично субаквальной части дельты, верхняя - русловому комплексу и отличается от последнего только большей ролью грубозернистых обломочных пород. В прибрежно-морских отложениях наблюдаются регрессивные циклиты II порядка, сложенные преимущественно алевритовыми и глинистыми породами.
Цикличность III порядка выражена в последовательности генетических типов отложений, обусловленная, главным образом, эвстатическими колебаниями уровня моря (см. рис. 1, 2). Русловой комплекс характеризуется парагенезом русловых и пойменных отложений в трансгрессивно-регрессивном циклите III порядка. В дельтовом комплексе встречается парагенез отложений мелкого шельфа, склона дельты, забаровых лагун, баров и русел, характеризуясь трансгрессивно-регрессивным циклитом III порядка. В прибрежно-морских отложениях наблюдается парагенез отложений мелкого шельфа, песчаных береговых баров, пляжей, образующий регрессивный циклит III порядка, характерны резкие эрозионные верхние границы.
В результате анализа седиментационной цикличности были выделены 8 циклитов III порядка, с помощью которых была проведена корреляция отложений, соответствующих разным фациальным обстановкам (см. рис. 2). Проведенный анализ генетических типов отложений позволил установить их последовательность, провести типизацию разрезов в соответствии с фациальной зональностью.
Проведенные анализы распределения генетических типов отложений и седиментационной цикличности помогли расположить скважины последовательно в направлении смены фациальных зон, которая контролировалась дополнительными параметрами: распределением глинистости (Кгп), песчанистости (Kпес) (см. рис. 2). Коэффициент глинистости определялся по данным каротажа и описания керна скважин и отражает отношение суммарной толщины прослоев глин или аргиллитов к общей толщине разреза. Коэффициент песчанистости равен отношению суммарной толщины прослоев песчаников и гравелитов к общей толщине разреза. Модель отражает изменение следующих параметров в соответствии с фациальной зональностью: соотношение генетических типов отложений, Кгл Кпес. В качестве границ зон выбраны точки, в которых происходит резкое изменение перечисленных параметров. На типовой модели выделются три зоны: развития руслового комплекса, отложений дельтовой платформы и устьевых баров, барового комплекса во фронтальной части дельты (рис. 3, 4).
Зона развития отложений дельтовой платформы и устьевых баров характеризуется закономерной сменой отложений мелкого шельфа отложениями дельтовой платформы и устьевых баров. Содержание глинисто-алевритовых отложений мелкого шельфа достигает 50 %, в зависимости от удаленности береговой линии. Породы-коллекторы имеют сложное линзовидное строение, их мощность изменяется от 3 до 5 м, увеличение глинистости наблюдается к подошве и кровле линз. Породы представлены песчаниками кварцевыми серыми, светло-серыми, косослоистыми. Тонкопластовые модели представляют собой модели типов резервуаров, на которых отражены изменения параметров Кгп, Kпес, пористости (КП), определяемые по данным петрофизических исследований и каротажа. Принцип построения аналогичен построению типовой модели. Границы зон соответствуют зонам типовой модели. Границами подзон являются точки резкого изменения перечисленных параметров. Вертикальные границы подзон развития определяются переходом к другим генетическим типам.
Модель руслового комплекса (см. рис. 3) охватывает переход от русловых отложений к пойменным через прирусловые валы. Разрезы этой зоны характеризуются наличием отложений руслового и пойменного генетических типов. Содержание русловых отложений изменяется от 5 до 90 %, наибольшее характерно для гравелитов и песчаников, отмечаются низкие значения коэффициентов глинистости. Мощность закономерно изменяется от 10,5 до 4,0 м в зоне пойменных отложений. Породы-коллекторы имеют сложное линзовидное строение, мощность изменяется от 0,5 до 10,0 м, приурочены к зоне развития русловых отложений и прирусловых валов. В подошве наблюдаются эрозионные границы. Породы представлены песчаниками разнозернистыми кварцевыми, кварц-полевошпатовыми черного, темно-серого и серого цветов, косо- или линзовидно-волнистослоистыми. Значение пористости изменяется от 9,5 до 16,0 %, наблюдается прямая зависимость пористости и проницаемости. Содержание пород-коллекторов в руслах достигает 95 %.
Модель барового комплекса (см. рис. 4) охватывает переход от лагунных к отложениям склона бара. Разрезы этой зоны характеризуются наличием отложений мелкого шельфа в нижней части и сменой в верхней отложениями барового комплекса. Содержание пород-коллекторов мелкого шельфа изменяется от 30 до 50 %. Наблюдаются закономерное увеличение мощности в центральной части бара от 40,0 до 87,5 м и уменьшение в лагунную - до 24 м, а во внешний склон бара - до 14 м. Глинистость увеличивается от центральной части бара к перифериям. Породы-коллекторы представлены песчаниками кварцевыми, белыми, светло-серыми, от мелко- до крупнозернистых, косослоистыми, приурочены к центральной части бара, верхней части внешнего склона бара. Значение пористости изменяется от 11,7 до 20,8 %. Содержание пород-коллекторов достигает 60 %.
Разработанные модели характеризуют закономерности строения бобриковского горизонта в Западном Татарстане.
На основе анализа структурных карт, сейсмического материала и тонкопластовых моделей была разработана объемная модель бобриковских отложений, которая позволила обосновать новые поисковые объекты (рис. 5).
Литература
1. Методические рекомендации по обработке, инвентаризации, систематизации, хранению и аналитическим исследованиям керна опорных и параметрических скважин. - М: Изд-во ВНИГНИ, 2008.
2. Муромцев В.С. Электрометрическая геология песчаных тел - литологических ловушек нефти и газа. - /I.: Недра, 1984.
3. Решения Межведомственного регионального стратиграфического совещания по среднему и верхнему палеозою Русской платформы. Каменноугольная система. - Л.: Изд-во ВСЕГЕИ, 1990.
4. Седиментологическое моделирование карбонатных осадочных комплексов / Под. ред. Н.К. Фортунатовой. - М.: НИА-Природа, 2000.
5. Сурков А.В. Новое в изучении песчано-алевритовой компоненты россыпей и осадочных пород (альтернативная методика). - М.: Издатель Е. Разумова, 2000.
© Е.В.Самыкина, 2008
The Bobrikov horizon is among the main productive horizons in the territory of Volga-Ural oil-and-gas-bearing province. It is characterized by very complicated structure, different stratigraphic completeness of sections, sharply varied thicknesses, small amount of guide fossils. Recently “TNG-Group” has carried out geophysical investigations and a number of new structures along the Bobrikov horizons top were delineated.
As basic material for investigations were the sections of parametric wells of the latter drilling within Tokmov arch (Turmyshskaya-1 well), Melekess basin (Trudolyubovskaya-1001, Alkeevskaya-33, Kuznechikhinskaya-34 wells) and North-Tatar arch (Kukmorskaya-20010) as well as early drilled key, parametric and exploration wells in areas of West Tatarstan and adjacent territories. With the aim to determine reservoir structure and prospective objects the author has carried out sedimentological modeling including genetic analysis, analysis of sedimentation cyclicity and results of petrophysical studies. In course of genetic analysis, petrographic tests of core and thin sections, texture analysis, granulomineralogical analysis were accomplished. For genetic interpretation of well-logging materials along with core analysis the procedure of electrometric facies models developed by V.S.Mu- romtsev allowing to reconstruct sedimentation conditions by well-logging data was used. The elaborated models characterize regularities of the Bobrikov horizon structure in West Tatarstan.
On the basis of analysis of structural maps, seismic material and thin-bedded models a volumetric model of Bobrikov formations that allowed to substantiate new exploration objects was elaborated.
Рис. 1. ПРИМЕР КОРРЕЛЯЦИИ ЦИКЛИТОВ III ПОРЯДКА
Рис. 2. ТИПОВАЯ МОДЕЛЬ БОБРИКОВСКОГО ГОРИЗОНТА
1 - песчаник; 2-песчаник глинистый, 3-песчаник карбонатный; 4 - песчаник карбонатный, глинистый; 5-алевролит; 6 - алевролит глинистый; 7-глина, аргиллит; арабские цифры - седиментационные циклиты III порядка; по горизонтали происходит непрерывное изменение параметров, слева - граничные значения параметров для зон
Рис. 3. ТОНКОПЛАСТОВАЯ МОДЕЛЬ РУСЛОВОГО КОМПЛЕКСА
Уел. обозначения см. на рис. 2
Рис. 4. ТОНКОПЛАСТОВАЯ МОДЕЛЬ БАРОВОГО КОМПЛЕКСА ВО ФРОНТАЛЬНОЙ ЧАСТИ ДЕЛЬТЫ
Уел. обозначения см. на рис. 2.
Рис. 5. ФРАГМЕНТ КАРТЫ СТРОЕНИЯ БОБРИКОВСКОГО ГОРИЗОНТА
1 - направление русел; 2- зоны развития предполагаемых сдвиговых дислокаций; 3 - линия наибольшей изменчивости параметров разрезов, соответствующая направлению типовой модели на рис. 2